Бромоводород

Бромоводород
Общие
Систематическое наименование	бромоводород
Традиционные названия	Бромистый водород
Химическая формула	HBr
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	бесцветный газ
Отн. молек. масса	80,91 а. е. м.
Молярная масса	80,91 г/моль
Плотность	газ (25 °C), 3,307 г/л, жидкий (−68 °C) 2,17 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	–86.80 °C
Температура кипения	–66.38 °C
Критическая точка	90,0 °C, 8,54 МПа
Энтальпия образования (ст. усл.)	-34,1 кДж/моль
Удельная теплота испарения	17,61 кДж/моль
Удельная теплота плавления	2,3 кДж/моль
Химические свойства
pKa	≈ –9
Растворимость в воде	193 (20 °C)
Структура
Дипольный момент	0,24 Д
Классификация
Рег. номер CAS	10035-10-6
Рег. номер EINECS	233-113-0

Бро́моводоро́д (HBr) — соединение брома с водородом. Бесцветный газ, образует туман в сыром воздухе.

Получение

В промышленности бромоводород получают непосредственным взаимодействием элементов:

$\mathsf{H_2 + Br_2 \xrightarrow{200-400^oC, Pt} 2HBr}$

Также бромистый водород получается как побочный продукт при синтезе бромпроизводных органических соединений

В лаборатории получают гидролизом трибромида или пентабромида фосфора:

$\mathsf{PBr_3 + 3 H_2O \longrightarrow H_3PO_3 + 3 HBr}$

$\mathsf{PBr_5 + 4 H_2O \longrightarrow H_3PO_4 + 5 HBr}$

Восстановление брома несколькими способами:

$\mathsf{3Br_2 + S + 4H_2O \xrightarrow{100-150^oC} H_2SO_4 + 6HBr}$

$\mathsf{3Br_2 + KNO_2 + 4H_2O \xrightarrow{\ } KNO_3 + 2HBr}$

Вытеснение из бромидов щелочных металлов разбавленной кислотой:

$\mathsf{KBr + H_2SO_4 \xrightarrow{H_2O} KHSO_4 + HBr\uparrow}$

Физические свойства

Бромистый водород это бесцветный газ с резким запахом, сильно дымящийся на воздухе. Термически очень устойчив.

Хорошо растворим в воде: 221 г/100 г воды при 0 °C (193 при 25°, 130 при 100 °C). Водный раствор образует азеотропную смесь с 47,63 % HBr, которая кипит при 124,3 °C.

Растворяется в этаноле, образуя слабый электролит.

При охлаждении водных растворов HBr можно получить кристаллогидраты:

• HBr·H₂O — устойчив при −15,5÷-3,3 °C
• HBr·2H₂O — плавится при −11,2 °C
• HBr·4H₂O — плавится при −55,8 °C

Чистый HBr образует кристаллы орторомбической сингонии, пространственная группа F mmm, параметры при −173 °C a = 0,5640 нм, b = 0,6063 нм, c = 0,5555 нм, Z = 4.

Химические свойства

Водный раствор бромистого водорода образует сильную одноосновную кислоту:

$\mathsf{HBr + H_2O \rightleftarrows Br^- + H_3O^+ \ \ p\mathit{K} = -9}$

Термически HBr очень устойчив, при температуре 1000 °C разлагаются около 0,5 % молекул:

$\mathsf{2HBr \rightleftarrows H_2 + Br_2}$

Как кислота реагирует с металлами, их оксидами, основаниями:

$\mathsf{2HBr + Mg \xrightarrow{\ } MgBr_2 + H_2\uparrow }$

$\mathsf{2HBr + CaO \xrightarrow{\ } CaBr_2 + H_2O}$

$\mathsf{HBr + NaOH \xrightarrow{\ } NaBr + H_2O}$

Является восстановителем, медленно окисляется на воздухе, из-за чего водные растворы, со временем, окрашиваются в бурый цвет:

$\mathsf{4HBr + O_2 \xrightarrow{\tau^oC} 2Br_2 + 2H_2O}$

Применение

Применяют для приготовления бромидов, синтеза различных органических бромпроизводных.

Транспортировка

Безводный HBr транспортируют в баллонах ёмкостью 6,8 и 68 кг под давлением 24 атм.

Токсичность

Предельно допустимая концентрация = 10 мг/м³, поражающая токсодоза = 2,4 мг/л·мин.

Литература

• ГОСТ 2062-77 Кислота бромистоводородная
• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1966. — Т. 1. — 1072 с.
• Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. — Бином. Лаборатория знаний, 2008. — Т. 2. — 666 с.
• Неорганическая химия. В 3 т. / Под ред. Ю. Д. Третьякова. — М.: Изд. центр «Академия», 2004. — Т. 2. — 368 с. — ISBN 5-7695-1436-1